Использование турбомолекулярного насоса

Ничем не заполненное пространство, называется вакуумом. Оно имеется в космосе, производится в испытательных лабораториях и в промышленности. Чтобы воссоздать вакуум прибегают к использованию специального оборудования, создающего низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум, в зависимости от нужных параметров. Добиться этого можно при помощи конструкции, именуемой как турбомолекулярный насос.

Турбомолекулярные вакуумные насосы, являются компрессором, работающим исключительно с набором определённых параметров давления на выходе и входе, то есть давление не должно пересекать определённый уровень. Для этого используют дополнительный насос, поддерживающий выходное давление, чтобы основное устройство приступило к работе.

В процессе работы турбомолекулярного и вспомогательного насоса, сжимающиеся газы проходят несколько состояний:

Газообразное.
Вязкое.
Молекулярное.
Промежуточное.
Турбомолекулярный насос (ТМН) по конструкции и принципу действия напоминает диффузионный насос, быстро преобразовывающий газовые среды в вакуумные. Из-за взаимодействия газов с высокоскоростными поверхностями, среды двигаются внутри ТМН в нужном направлении. Турбомолекулярные насосы работают по принципу кинетических вакуумизирующих устройств.

Конструктивные особенности турбомолекулярного насоса:

Основной элемент ТМН – ротор, вращающийся внутри корпуса. Изготовлен, в виде турбины с лопатками и дисками.
При работе ротор взаимодействует со статором.
Основной элемент изготовлен из алюминиевого сплава, улучшающего износоустойчивость и прочность алюминия, что гарантирует долгий срок эксплуатации насоса.
На поверхности ротора сформированы своеобразные спиральные канавки, обеспечивающие качество перекачки. Их форма и размер изменяются от выхода к входу, чтобы обеспечить многоуровневое сжатие газообразных сред (например, азота до 10-9).
Однако стоит отметить, что эффективность перекачивания сред снижается при увеличении веса молекул у перекачиваемого сырья.

Турбомолекулярный насос (ТМН) изготовлен вполне просто, поскольку представляет собой округлый вращающийся диск с лопастями. При вращении вторых, оказывается влияние на газовые молекулы, переносящиеся в механическую энергию. Далее они проходят из входного патрубка, сквозь статорные канавки. В процессе газы сжимаются и продвигаются к нагнетательному отверстию, откуда выходят при помощи подкачивающего устройства.

Следовательно, в процессе работы ТМН, газы проходят следующие этапы:

Поступление газов в рабочий отсек ТМН происходит через всасывающий патрубок.
Сжатие газовых сред выполняется, путём их прохождения сквозь несколько турбомолекулярных ступеней.
Выход осуществляется при помощи подкачивающего насоса.
Данного типа устройства способны вакуумизировать газовые среды, даже при интенсивных нагрузках до 50Па. Основной элемент конструкции – ротор, способен работать со скоростью – 24 000-90 000 оборотов в минуту и включаться от различного питания, включая генератор. В зависимости от бренда, вакуумизирующий турбомолекулярный насос может иметь различные геометрические формы и исполнение, в виде горизонтальной или вертикальной конструкции.